(57)【要約】【課題】少なくとも１つの第１の運動エレメント２を有し、前記第１の運動エレメント２が中空体４内に配置されている打ち抜き装置１を改良して、油圧構成部材を使用することなしに、打ち抜き工具を駆動することができるようなものを提供する。【解決手段】前記第１の運動エレメント２に、ソレノイドモータの二次部分６が配置され、前記中空体４がソレノイドモータの一次部分８を有し、前記一次部分８が、磁界を発生させるための少なくとも１つのコイルを有し、それによって前記一次部分が、リニア状の相対運動を生ぜしめるために前記ソレノイドモータの前記二次部分６と協働し、前記打ち抜き装置１が、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するための少なくとも１つの受容領域１２を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体を打ち抜くための打ち抜き装置（１）であって、少なくとも１つの第１の運動エレメント（２）を有しており、前記第１の運動エレメント（２）が中空体（４）内に配置されている形式のものにおいて、
前記第１の運動エレメント（２）に、ソレノイドモータの二次部分（６）が配置されていて、前記中空体（４）がソレノイドモータの一次部分（８）を有しており、前記一次部分（８）が、磁界を発生させるための少なくとも１つのコイルを有していて、それによって前記一次部分（８）が、リニア状の相対運動を生ぜしめるために前記ソレノイドモータの前記二次部分（６）と協働するようになっており、前記打ち抜き装置（１）が、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するための少なくとも１つの受容領域（１２）を有していることを特徴とする、打ち抜き装置（１）。
【請求項２】
前記受容領域（１２）が、前記打ち抜き装置（１）の可動な領域に設けられている、請求項１記載の、打ち抜き装置（１）。
【請求項３】
前記受容領域（１２）に打ち抜き工具が解除可能に装着可能である、請求項１又は２記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項４】
前記運動エレメント（２）が少なくとも１つの方向に直線的に可動である、請求項１から３までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項５】
前記運動エレメント（２）が所定の軸線を中心にして回転可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項６】
前記運動エレメント（２）が非使用状態で保持装置によって保持される、請求項１から５までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項７】
前記運動エレメント（２）が垂直方向に整列されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項８】
前記運動エレメントの回転運動を生ぜしめるための駆動装置（１６）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項９】
前記駆動装置（１６）が、前記一次部分（８）に、又は一次部分（８）の近傍に配置されている、請求項８記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項１０】
前記一次部分（８）が前記駆動装置（１６）によって回転運動可能である、請求項８又は９記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項１１】
前記一次部分（８）が回転変位せしめられることによって、前記二次部分（２）も回転変位せしめられるように、前記一次部分（８）と前記二次部分（２）とを連結する連結手段が設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項１２】
前記一次部分（８）が定置に配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項１３】
前記運動エレメント（２）の回転運動が、打ち抜き作業前に終了される、請求項１から１２までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項１４】
前記運動エレメント（２）の回転運動と長手方向運動とを互いに関連付けて制御する制御ユニットが設けられている、請求項８から１３までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【請求項１５】
前記運動エレメントが傾斜して配置されているか、又は前記運動エレメントが可変に整列されている、請求項１から６、８から１４までのいずれか１項記載の打ち抜き装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち抜き装置、特に電動式打ち抜き装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような打ち抜き装置は、多くのものが従来技術により公知である。この場合、打ち抜き装置は、一般的に打ち抜きヘッドと、該打ち抜きヘッドが配置されたエレメントとを有しており、このエレメントが力を加えるために用いられる。打ち抜きヘッドは、使用分野に応じて、つまり材料の種類若しくは材料の厚さ又は、使用頻度若しくは使用速度に応じてそれぞれ異なる寸法を有し、かつ構成されている。従来技術により公知の打ち抜き装置は、一般的に油圧システムを有している。このような油圧式の打ち抜き装置はさらに、作動油、チューブ、油圧ポンプ、弁、ガイド（支承部）及びその他のエレメントを必要とする。しかしながら、このような打ち抜き装置は、作動油の劣化、汚れ、漏れ及びその他の時間的かつ経済的に高価な費用を必要とする要因を考慮して、一定の間隔で検査しなければならない。何故ならば、そうでなければ、機能的な損失及び環境汚染を招くことになるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４６７１１号明細書
【特許文献２】カナダ国特許第８１０７７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、油圧構成部材を使用することなしに、打ち抜き工具を駆動することができるような打ち抜き装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載した打ち抜き装置によって解決された。有利な実施例及び変化実施例は従属請求項に記載されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明において用いたソレノイドモータの概念は、例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９８４６７１１号明細書又はカナダ国特許第８１０７７８号明細書により公知である。本発明においては、上記特許文献に開示された原理と同じ原理が用いられている。この公知の原理においては、コイルによって磁界が発生され、この磁界がさらに、部材（この部材の周囲を巡ってコイルが配置されている）を摩擦なしで、少なくとも一方向にしゅう動させるために用いられる。
【０００７】
本発明による、固体を打ち抜くための打ち抜き装置は、少なくとも１つの第１の運動エレメントを有しており、この第１の運動エレメントが中空体内に配置されている。本発明によれば、前記第１の運動エレメントに、ソレノイドモータの二次部分が配置されていて、前記中空体がソレノイドモータの一次部分を有しており、前記一次部分が、磁界を発生させるための少なくとも１つのコイルを有していて、それによって前記一次部分が、リニア状の相対運動を生ぜしめるために前記ソレノイドモータの前記二次部分と協働するようになっており、さらに、前記打ち抜き装置が、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するための少なくとも１つの受容領域を有している。
【０００８】
４つの平面的なリニアモータを長方形に配置する代わりに、１つのソレノイド駆動装置だけを設ければ有利である。これによって、所要スペースが少なくて済み、しかも組立が簡単である。つまり、二次部分を組み立てるために複雑な構成は必要としない。従って、打ち抜きポンチの傾斜した組立に関連して、より簡単かつ直接的に実施することができる。しかも、二次部分の結合部にかかる負荷は小さい。つまり、横方向力（リニアモータ）の代わりに、結合部は引っ張り負荷若しくは圧縮負荷にさらされる。以上のような個別の利点、特にこれらの利点の組合せによって、開発、製造及び顧客サービスのコストは削減される。
【０００９】
有利な形式で、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するために用いられる、打ち抜き装置の少なくとも１つの領域が、打ち抜き装置の可動な領域に設けられている。これによって、打ち抜き工具を簡単に取り付けることができる。何故ならば、打ち抜き装置の可動な領域は、長手方向で、かつ有利には半径方向でも移動せしめられるからである。
【００１０】
有利な別の実施例によれば、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するために用いられる領域に、摩擦結合（reibschluessig；摩擦による束縛）式に又は形状結合（formschluessig；形状による束縛）式に又は磁界結合（feldschluessig；磁界による結合）式に、又はこれらの連結形式の組合せによって、打ち抜き工具を取り付けることができる。さらに、打ち抜き工具は解除不能である。つまり、打ち抜き工具は、素材結合（Stoffschuss；素材同士の結合）によって打ち抜き装置の受容領域に結合されている。これによって、打ち抜き装置に打ち抜き工具を解除可能に若しくは分離不能な配置が得られる。打ち抜き工具と打ち抜き装置の受容領域との間の解除不能な結合は、例えば、考慮される工具耐用年数が、打ち抜き装置全体の耐用年数又は打ち抜き装置の部分の耐用年数に相当していれば、考えられる。このような解除可能な結合によって、使い古された打ち抜き工具は交換することができるか、又は別の形式の別の打ち抜きヘッド（つまり、異なる大きさ、異なる構成、異なる材料特性及びその他の要因）を配置することができる。
【００１１】
別の有利な実施例によれば、前記運動エレメントは少なくとも１つの方向に直線的に可動である。この場合、運動エレメント自体を打ち抜き工具として構成することができる。ソレノイドモータの二次部分が直線的に移動可能であるように、この二次部分は少なくとも部分的に、少なくとも１つのコイルによって包囲されている。この場合、二次部分は永久磁石として構成されている。少なくとも１つの方向での運動は、制御装置によってほぼリニア（linear）状の又は非リニア状の加速度特性曲線で実施される。運動エレメントは、使用位置において浮動的に支承されていてよい。浮動的な支承は、一次部分と二次部分との間に形成された磁界によって得られる。運動エレメントのできるだけ正確なガイドが必要とされる場合は、本発明による打ち抜き装置において、運動エレメントをガイドするための転がり軸受又は滑り軸受を使用してもよい。さらに、打ち抜き工程は、運動エレメントのそれぞれの長手方向運動において実施することができる。つまり、運動エレメントの第２の端部に、打ち抜き工具を配置することもできる。
【００１２】
本発明の別の有利な実施例によれば、運動エレメントは、所定の軸線を中心として周方向で回転可能である。これによって、運動エレメントに配置された電動式の打ち抜きヘッドが一緒に回転せしめられる。長手方向での運動と、運動エレメントの長手方向軸線を中心として回転運動とを、有利な形式で互いに独立して実施することができる。
【００１３】
別の有利な実施例によれば、運動エレメントは、非使用状態で保持装置によって保持される。この位置において運動エレメントは、少なくとも運動エレメントの長手方向でしゅう動運動を実施しない。運動エレメントの回転又は旋回は、組立及び工具交換を簡略化するために、又は保守点検作業のためにこの位置において実施される。さらに、運動エレメントは保持装置に堅固に規定されていて、それによってどの方向にも移動できないようになっている。これは、組立、工具交換又は保守点検又は整備の際に、強い力を運動エレメントに加え、運動エレメントを一次部分に、これら２つの部分のうちの一方が損傷する程度に接触せしめられる場合に、重要である。この場合、保持装置は、電磁式、形状結合式、摩擦結合式、又はこれらの結合形式の組合せとして構成することができる。
【００１４】
別の有利な実施例によれば、運動エレメント若しくはその長手方向が、ほぼ垂直に配置されている。このことはつまり、運動エレメントが、水平位置に対して、８０゜〜１００゜の角度、正確には８５゜から９５゜の角度、有利には約９０゜の角度で傾斜されている、ということである。これによって、打ち抜き工程の際に重力が有利な形式で利用され、これによって、運動エレメントは、ソレノイドモータの駆動装置によって加速されるだけではなく、重力によっても加速される。しかしながら、運動エレメントは、水平に又は傾斜して配置してもよく、或いは運動エレメントは可変に整列されていてもよい。
【００１５】
有利な形式で、運動エレメントの回転運動を生ぜしめるための駆動装置が設けられている。この駆動装置は、有利にはトルクモータである。トルクモータを使用した場合、モータの変化実施例、配置及び使用分野に応じて、磁石の数は変えられる。
【００１６】
別の有利な実施例によれば、前記駆動装置は、一次部分に又は一次部分の近傍に配置されている。この場合、駆動は、電動式、電磁石、油圧式又は機械式に、例えば保持ブレーキを回転させることによって行われる。さらに、駆動部及び一次部分の部分は、ほぼ不動である。
【００１７】
有利な実施例によれば、一次部分は前記駆動装置によって回転可能に可動である。この場合、ヘッドは第１の回転で３６０゜まで回転せしめられる。本発明の実施例によれば、使用に応じて、ヘッドが、任意の回転方向で行うことができる複数の回転運動で可動である。
【００１８】
本発明の別の有利な実施例によれば、連結部が設けられており、これによって、一次部分と二次部分とは、一次部分の回転変位から二次部分の回転変位も得られるように連結される。つまり特に一次部分と二次部分とが相対回動不能に連結されている。二次部分と一次部分との間の連結は解除可能である。つまり、磁界結合、形状結合、摩擦結合又は、これらの結合形式の組み合わせによって構成され得る。一次部分と二次部分との同期的若しくは非同期的な変位は、共通の回転軸線を中心として同じ方向で行われる。この場合、回転方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向である。これは、初期衝撃、つまりこれと共に一方の回転運動が開始され、かつこれによって他方の回転運動が生ぜしめられる初期衝撃が、磁界の補助を受け、従って摩擦なしで生ぜしめられので、有利である。
【００１９】
本発明の別の有利な実施例によれば、ソレノイドモータの一次部分が静止して若しくは定置に配置されている。これによって有利な形式で、トルクモータが一次部分に配置され、従ってコンパクトな構造が得られる。
【００２０】
本発明の別の実施例によれば、運動エレメントの回転運動は、打ち抜き作業前に終了される。このために、二次部分がトルクモータと組み合わされ、しかも、二次部分が工具支持体として使用される。これによって、工具は、運動エレメントの純粋なリニア（線）運動が実施された時に始めて、工作物内に侵入するようになっている。回転運動を補助するために、打ち抜き装置は、有利な形式で円筒形のポンチ及び／又はポンチの組み込まれた回転軸を有している。
【００２１】
さらに、ポンチは、楕円形、長方形又はアーチ状及び円弧状若しくは９０゜以下又は９０゜以上の角度で構成されていてよい。この場合、ポンチとは運動エレメントのことである。運動エレメントはさらに、複数の構成部分から構成することができる。これらの構成部分は、種々異なる幾何学的な構成及び材料特性を有している。さらに、連結された二次部分を有する一次部分の回転運動、又は二次部分単独の回転運動は、リニア状のしゅう動運動中に実施される。
【００２２】
有利な実施例によれば、制御ユニットが設けられており、この制御ユニットは、運動エレメントの回転運動及び並進運動が、互いに別個に若しくは互いに関連して制御可能であるように働く。このような形式の制御によって、効果的な打ち抜き工程が得られる。このことはつまり、製造プロセス中に空転が生じることなしに、打ち抜き工具が昇降運動せしめられるように、処理しようとする工作物の供給が考慮される、ということである。一次部分若しくは二次部分の回転が行われる実施例においても、制御ユニットによって、運動エレメントが使用中に殆ど移動することがないように、プロセスの協働作業が最適化される。つまり、運動エレメントは、使用中に常に交互に前進運動及び後退運動を実施し、１つの位置に留まることがない、ということである。このようなプロセスは理想的であるので、運動エレメントの運動経過も、運動エレメントが部分的に不動な状態中に発生する。
【００２３】
本発明の別の利点は、駆動装置が摩擦なしで行われ、従って摩擦を有する装置に対する摩耗は僅かであって、整備周期は延長される。しかも、本発明によれば騒音公害は、従来技術の解決策と比較して著しく少ない。従って、作業員の負荷も少ないので、その他の一連の肯定的な効果も得られる。
【００２４】
本発明の別の有利な実施例によれば、打ち抜き装置が、制御ユニットに接続されたセンサを有している。このセンサを介して、工作物の位置及び工作物の整列も検出される。その他のセンサを介して、打ち抜きヘッドの位置を規定することができる。さらにまた、力、間隔、温度、騒音レベル、モーメント、速度、加速度、打ち抜きヘッドの摩耗若しくは、打ち抜きヘッドの近傍に配置された構成部分の摩耗を規定するためのセンサも考えられる。
【００２５】
本発明の別の有利な実施例によれば、コイルが少なくとも部分的に銅より成っていて、運動エレメントが磁気材料有利には磁気鉄より成っていて、打ち抜き装置のその他の基本的な部材は、工具鋼より成っている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ソレノイドモータの回転可能な一次部分を備えた本発明の第１実施例による打ち抜き装置の概略図である。
【図２】ソレノイドモータの回転可能な一次部分を備えた本発明の第２実施例による打ち抜き装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明による打ち抜き装置１を示す。この打ち抜き装置１は運動エレメント２を有しており、この運動エレメント２に、全体が符号５で示されたソレノイドモータの二次部分６が配置されている。二次部分６は、前記運動エレメント２を、少なくとも部分的に周方向で、かつ少なくとも部分的に長手方向Ｌで包囲している。運動エレメント２に、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するための少なくとも１つの領域１２が設けられている。打ち抜き工具は、前記運動エレメント２と一体的に構成されているか、又は前記運動エレメント２に解除可能に配置されている。運動エレメント２は、この運動エレメント２に配置された二次部分６と共に、中空体４内に配置されている。中空体４は、軸線Ｘを中心にして回転可能に支承されている。中空体４には駆動エレメント１４が堅固に配置されている。駆動エレメント１４は、少なくとも部分的に別の定置に配置されたエレメント１５によって、運動エレメント２の長手方向で覆われている。
【００２８】
一次部分８は、磁界を生ぜしめるための、少なくとも１つのコイルを有している。この磁界によって無接触で、二次部分６と一次部分８との間の作用接続が得られる。磁界は、運動エレメント２の直線的なしゅう動運動が、矢印方向１８若しくは２０のうちのどちらか一方で行われるように、制御される。図１には、重力加速度が、「ｇ」で示された矢印１８によって表されている。従って、矢印１８の方向での運動エレメント２の運動は、この実施例では、重力によって補助され、それによって、加工しようとするワークに作用する力が高められる。このような構成による利点は、打ち抜き作業中に重力を利用することによって、少ない消費エネルギで打ち抜き工具を管体内に走行させることができる、という点にある。
【００２９】
打ち抜き工具を回転させるために、中空体４の回転時に運動エレメント２が共通の回転軸線を中心とした中空体４に対する相対運動を実施しないように、運動エレメント２の回転運動と中空体４の回転運動とが連結されている。従って、連結された運動エレメント２と中空体４との運動は、互いに同期的に行われる。このような連結のための可能性は、駆動エレメント１４及び定置のエレメント１５に基づいており、駆動エレメント１４及び定置のエレメント１５は、トルクモータのエレメントである。駆動エレメント１４はロータであって、このロータは、ステータである定置のエレメント１５と無接触で作用接続している。
【００３０】
図２は、本発明による打ち抜き装置１の変化実施例を示す。運動エレメント２に、ソレノイドモータの二次部分６が配置されている。駆動エレメント１４も、運動エレメント２に又は運動エレメント２の近傍に配置されている。駆動エレメント１４と二次部分６とは、一体的にエレメントとして構成されている。運動エレメント２も中空体４内に配置されている。中空体４は静止している。さらに、中空体４に又は中空体４の近傍に定置のエレメント（ステータ）１５が配置されている。中空体４は、打ち抜き装置のその他の枠台又は中空体４に対して相対運動を実施することはない。
【００３１】
駆動エレメント１４と定置のエレメント１５とは、無接触の作用接続を有している。そして、一次部分８も二次部分６と無接触の作用接続を有している。
【００３２】
工具受容部の領域は、図１に記載した構成に対応した構成を有している。つまり、運動エレメント２に、少なくとも１つの打ち抜き工具を受容するために用いられる少なくとも１つの領域１２が設けられている。打ち抜き工具は、運動エレメント２と一体的に構成されているか、又は運動エレメント２に解除可能に配置されている。
【符号の説明】
【００３３】
１  打ち抜き装置、  ２  運動エレメント、  ４  中空体、  ５  ソレノイドモータ、  ６  二次部分、  ８  一次部分、  １２  受容領域、  １４  駆動エレメント（ロータ）、  １５  定置のエレメント（ステータ）、  １６  トルクモータ、  １８  第１の運動方向、  ２０  第２の運動方向
【図１】
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【図２】
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